녹내장 치료의 새 지평: 유전자 가위 기술, Cas13d가 제시하는 희망

전 세계적으로 7천만 명이 넘는 사람들에게 영향을 미치며 되돌릴 수 없는 실명의 주요 원인 중 하나인 녹내장. 이 질환의 특징은 안압 상승이며, 이는 주로 매일 점안액을 사용하거나 레이저 시술, 또는 수술로 관리됩니다. 하지만 점안액은 꾸준히 사용하기 어렵고, 서맥이나 신장 결석과 같은 전신 부작용을 일으킬 수 있습니다. 수술 또한 침습적이며 장기적인 효과가 항상 보장되지는 않습니다.

 

이런 상황에서 스탠포드 대학교와 인디애나 대학교 연구진이 RNA 표적 유전자 치료법이 보다 지속 가능하고 부담이 적은 해결책이 될 수 있음을 입증했습니다. 이들의 연구는 학술지 PNAS Nexus에 게재되었으며, 놀랍게도 쥐를 대상으로 한 연구에서 효과를 보였습니다.

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Cas13d, 안압을 낮추는 새로운 방법

연구진은 CRISPR 효소 Cas13d를 사용하여 안구 내 압력을 높이는 원인인 방수(aqueous humor) 생성에 관여하는 두 유전자, AQP1과 CA2의 수준을 낮추는 데 성공했습니다. 방수는 눈 안에 압력을 생성하는 액체로, 과도하게 생성되면 안압이 높아지게 됩니다.

 

이 치료법은 눈의 모양체(ciliary body)에 단 한 번 주사하는 방식으로 이루어졌습니다. 주사 후 며칠에 걸쳐 건강한 쥐와 녹내장이 발생하도록 유도된 쥐 모두에서 안압이 현저하게 감소했습니다.

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Cas9와 다른 Cas13d의 특별함

이 치료법이 더 주목받는 이유는 Cas13d가 기존의 CRISPR-Cas9 시스템과는 다르다는 점입니다. 널리 알려진 Cas9는 DNA를 영구적으로 편집하는 반면, Cas13d는 RNA 전사체를 표적으로 삼습니다. 이는 곧 치료 효과가 가역적이며 조절 가능하다는 것을 의미하며, 눈처럼 민감한 기관에 대한 치료에 있어서 매우 중요한 특징입니다. 연구진은 “hfCas13d를 이용한 AQP1과 CA2 유전자의 발현 억제가 야생형 쥐와 코르티코스테로이드 유발 녹내장 쥐 모델에서 안압을 유의하게 낮춘다”고 밝혔습니다. 중요한 것은 안구 조직에 심각한 손상이 없었으며, 압력 감소 효과가 지속되었다는 점입니다.

 

Diagram of AAV-Cas13d vector and AAV injection

 

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미래를 향한 희망: 유전자 치료의 가능성

이 접근법은 현재 연구 중인 수많은 유전자 기반 녹내장 치료법에 새로운 가능성을 더합니다. 예를 들어, 일부 임상 시험에서는 방수의 배출을 개선하여 안압을 조절하는 것을 목표로 하는 바이러스 벡터 기반 유전자 치료법을 시험하고 있습니다. 또한, 줄기세포나 신경 보호 전략을 통해 안압이 높은 상태에서도 시신경 건강을 보존하려는 연구도 진행 중입니다. 그러나 대부분의 기존 접근법은 영구적인 유전자 변형이나 수술적 개입을 포함합니다.

 

Cas13d 방법의 차별점은 바로 '조절 가능성'과 '반복 투여의 잠재력'입니다. 연구진은 사람에게 적용된다면 매달 또는 그보다 더 적은 빈도로만 투여하면 될 수도 있다고 제안합니다. 이는 매일 점안액을 사용해야 하는 기존 치료법과 비교했을 때 환자들의 순응도와 삶의 질을 크게 향상시킬 수 있습니다.

 

앞으로는 비침습적인 경로로 전달 방법을 개선하고, 임상 사용을 위한 투여 시기 및 용량을 최적화하는 데 중점을 둘 예정입니다. 아직 초기 단계이긴 하지만, 이 CRISPR 기반 치료법은 기존 치료법에 어려움을 겪는 환자들에게 녹내장 치료 방식의 주요한 전환점이 될 수 있습니다.